説明

油性ボールペン用インキ組成物およびそれを用いた油性ボールペンレフィル

【課題】本発明の課題は、油性ボールペン用インキ組成物において、従来では完全には解決できなかった、書き味が良好であり、かつ、ボール座の摩耗抑制することが可能な油性ボールペン用インキ組成物を提供することである。
【解決手段】本発明は、書き味が良好であり、かつ、ボール座の摩耗抑制することを解決するために、少なくとも、着色剤と、溶剤と、 N、N−ジメチルホルムアミドを含有することを特徴とする油性ボールペン用インキ組成物を特徴とする。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は油性ボールペン用インキ組成物に関し、さらに詳細としてはインキ組成物中に、N、N−ジメチルホルムアミドを含有する油性ボールペン用インキ組成物に関するものである。
【0002】
従来より、ボールペンは他の種類の筆記具と異なり、先端にステンレス鋼などからなる金属チップと、該金属チップのボール受け座に抱持される超鋼などの金属からなる転写ボールと、からなるボールペンチップをインキ収容筒に装着した構成を有するが、筆記時にボールの回転によって、ボール座に摩耗が発生し、筆跡に線飛び、カスレなどが生じたり、書き味が悪くなるという問題があった。
【0003】
こうした問題を解決するため、ボールペンチップのボールとボール座との潤滑性向上を目的として、様々な潤滑剤を用いた油性ボールペン用インキ組成物が多数提案されている。
【0004】
このような潤滑剤を用いた油性ボールペン用インキ組成物としては、フッ素系、シリコン系界面活性剤を用いたものとしては、特開平6−248217号公報「ボールペン用インキ組成物」、特開平9−151354号公報「油性ボールペン用インキ組成物」、アルキルβ−D−グルコシドを用いたものとしては、特開平5−331403号公報「油性ボールペンインキ」、N−アシルアミノ酸、N−アシルメチルタウリン酸、N−アシルメチルアラニンを用いたものとしては、特開2007−176995号公報「油性ボールペン用インキ」等に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】「特開平6−248217号公報」
【特許文献2】「特開平9−151354号公報」
【特許文献3】「特開平5−331403号公報」
【特許文献4】「特開2007−176995号公報」
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
しかし、特許文献1〜4のような各種潤滑剤を用いた場合、ある程度書き味を向上しつつ、ボール座の摩耗を抑制することはできるが、十分に満足できるものではなく、筆跡に線飛び、かすれ等が発生してしまう問題を抱えていた。
【0007】
本発明の目的は、書き味が良好で、かつ、ボール座の摩耗抑制することが可能な油性ボールペン用インキ組成物を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本発明は、上記課題を解決するために、
「1.少なくとも、着色剤と、溶剤と、N、N−ジメチルホルムアミドを含有することを特徴とする油性ボールペン用インキ組成物。
2.前記N、N−ジメチルホルムアミドの含有量が、0.1〜20.0質量%であることを特徴とする第1項に記載の油性ボールペン用インキ組成物。
3.前記油性ボールペン用インキ組成物に、オキシエチレンアルキルアミン、ポリオキシエチレンアルキルアミンのうち少なくとも1種以上を含有することを特徴とする第1項または第2項に記載の油性ボールペン用インキ組成物。
4.前記オキシエチレンアルキルアミン、ポリオキシエチレンアルキルアミンの平均エチレンオキサイド付加モル数が、1〜10の範囲であることを特徴とする第1項ないし第3項のいずれか1項に記載の油性ボールペン用インキ組成物。
5.前記油性ボールペン用インキ組成物に、脂肪酸アルカノールアミドを含有することを特徴とする第1項ないし第4項のいずれか1項に記載の油性ボールペン用インキ組成物。
6.前記溶剤が、極性溶剤であることを特徴とする第1項ないし第5項のいずれか1項に記載の油性ボールペン用インキ組成物。
7.20℃、剪断速度500sec−1におけるインキ粘度が、10〜5000mPa・sであることを特徴とする第1項ないし第6項のいずれか1項に記載の油性ボールペン用インキ組成物。
8.インキ収容筒の先端部に、ボールの一部をチップ先端部より突出させて回転自在に抱持し、コイルスプリングにより前方に押圧し、前記ボールとチップ先端部の内壁にて弁機構を具備してなるボールペンチップを直接、またはチップホルダーを介して装着し、前記インキ収容筒内に、第1項ないし第7項のいずれか1項に記載の油性ボールペン用インキ組成物を直詰めしてなる油性ボールペンレフィル。」とする。
【発明の効果】
【0009】
本発明は、書き味が良好で、かつ、ボール座の摩耗抑制することが可能な油性ボールペン用インキ組成物を提供することができた。
【発明を実施するための形態】
【0010】
本発明の特徴は、油性ボールペン用インキ組成物中にN、N−ジメチルホルムアミドを含有することである。
【0011】
本発明に用いるN、N−ジメチルホルムアミド(化1)は、油性ボールペン用インキ組成物中に含有することで、書き味が良好で、かつ、ボール座の摩耗を抑制することが可能となることが解った。これは、N、N−ジメチルホルムアミドが、金属に吸着することで、ボールとチップ本体間の金属接触を抑制する効果があり、潤滑性を向上することで、書き味が良好で、かつ、ボール座の摩耗を抑制するものと推測する。
【化1】

【0012】
また、N、N−ジメチルホルムアミドの含有量は、インキ組成物全量に対し、0.1質量%より少ないと、潤滑効果が得られないおそれがあり、20.0質量%を越えても、所望の潤滑効果が得られなくなるおそれがあるため、インキ組成物全量に対し、0.1〜20.0質量%が好ましく、より潤滑性を考慮すれば、1.0〜15.0質量%が好ましく、さらに、インキ経時安定性などを考慮すれば、3.0〜10.0質量%が最も好ましい。
【0013】
さらに、N、N−ジメチルホルムアミドにエチレンオキサイド(CH2CH2O)を有する有機アミンと併用すると、より潤滑効果が得られ易いため、好ましい。これは、N、N−ジメチルホルムアミドとエチレンオキサイド基(−CH2CH2O)を併用することで、より金属に吸着し易い潤滑膜を形成するため、エチレンオキサイド(CH2CH2O)を有する有機アミンとして、オキシエチレンアルキルアミン、ポリオキシエチレンアルキルアミンを用いる方が好ましい。これ等は、単独または2種以上混合して使用してもよい。
【0014】
また、平均エチレンオキサイド(CH2CH2O)付加モル数については、多いほど、ボール座の摩耗をより抑制する効果があり、より好ましいが、10を超えると、インキ経時が不安定になり易いため、1〜10の範囲が好ましい。最も好ましくは、5〜8の範囲である。具体的には、平均エチレンオキサイド(CH2CH2O)付加モル数1〜10の範囲のオキシエチレンアルキルアミン、ポリオキシエチレンアルキルアミンは、ナイミーンL−201、ナイミーンL−202、同L−207、同S−202、同S−204、同S−210、同T2-206、同S−210、同DT−203、同DT−208(日本油脂(株))等が挙げられ、平均エチレンオキサイド(CH2CH2O)付加モル数5〜8の範囲のオキシエチレンアルキルアミン、ポリオキシエチレンアルキルアミンは、ナイミーンL−207、同T2-206、同DT−208(日本油脂(株))等が挙げられる。
【0015】
また、オキシエチレンアルキルアミン、ポリオキシエチレンアルキルアミンの含有量は、潤滑性や経時安定性を考慮すると、インキ組成物全量に対し、0.1〜10.0質量%が好ましく、より好ましくは、1.0〜5.0質量%である。
【0016】
さらに、N、N−ジメチルホルムアミドに脂肪酸アルカノールアミドを併用すると、高筆圧下(筆記荷重500gf)においてもより潤滑性を保つことで、高筆圧下でのボール座の摩耗を抑制することが可能となり、より好ましい。
【0017】
脂肪酸アルカノールアミドとしては、脂肪酸モノエタノールアミド、脂肪酸ジエタノールアミド等が挙げられる。脂肪酸アルカノールアミドの具体例は、スタホームF、スタホームT、スタホームFK、スタホームDL、スタホームDF-1、スタホームDF-2、スタホームDF−4、スタホームDFC、スタホームDO、スタホームDOS、スタホームMFペレット、スタホームLIPA(日油(株)社製)、ポリノンDAO、ポリノンDAL-C、ポリノンDAT(昭栄薬品(株)製)などが挙げられる。これらは、単独または2種以上混合して使用してもよい。
【0018】
本発明の油性ボールペン用インキ組成物のインキ粘度は、特に限定されるものではないが、20℃、剪断速度500sec−1におけるインキ粘度は、10〜5000mPa・sが好ましい。20℃、剪断速度500sec−1におけるインキ粘度が10mPa・s未満の場合には、筆跡に滲みやインキ垂れ下がりの影響が出やすいため、また、インキ粘度が5000mPa・sを超えると、筆記時のボール回転抵抗が大きくなり、書き味が重くなる傾向がある。より好ましくは、50〜3、000mPa・sであり、最も好ましくは、ボール座の摩耗を抑制する効果が顕著である100〜1500mPa・sである。
【0019】
本発明に用いる着色剤については、染料、顔料があるが、染料については、油溶性染料、酸性染料、塩基性染料、含金染料などや、それらの各種造塩タイプの染料等が採用可能である。
【0020】
染料について、具体的には、バリファーストブラック1802、バリファーストブラック1805、バリファーストブラック1807、バリファーストバイオレット1701、バリファーストブルー1601、バリファーストブルー1605、バリファーストブルー1621、バリファーストレッド1320、バリファーストレッド1355、バリファーストレッド1360、バリファーストイエロー1101、バリファーストイエロー1151、ニグロシンベースEXBP、ニグロシンベースEX、BASE OF BASIC DYES ROB−B、BASE OF BASIC DYES RO6G−B、BASE OF BASIC DYES VPB−B、BASE OF BASIC DYES VB−B、BASEOF BASIC DYES MVB−3(以上、オリエント化学工業(株)製)、アイゼンスピロンブラック GMH−スペシャル、アイゼンスピロンバイオレット C−RH、アイゼンスピロンブルー GNH、アイゼンスピロンブルー 2BNH、アイゼンスピロンブルー C−RH、アイゼンスピロンレッド C−GH、アイゼンスピロンレッド C−BH、アイゼンスピロンイエロー C−GNH、アイゼンスピロンイエロー C−2GH、S.P.T.ブルー111、S.P.T.ブルーGLSH−スペシヤル、S.P.T.レッド533、S.P.T.オレンジ6、S.B.N.バイオレット510、S.B.N.イエロー510、S.B.N.イエロー530、S.R.C−BH(以上、保土谷化学工業(株)製)等が挙げられる。
【0021】
また、顔料については、無機、有機、加工顔料などが挙げられるが、具体的にはカーボンブラック、アニリンブラック、群青、黄鉛、酸化チタン、酸化鉄、フタロシアニン系、アゾ系、キナクリドン系、キノフタロン系、スレン系、トリフェニルメタン系、ペリノン系、ペリレン系、ギオキサジン系、メタリック顔料、パール顔料、蛍光顔料、蓄光顔料等が挙げられる。これらの染料および顔料は、単独または2種以上組み合わせて使用してもかまわない。着色剤の含有量は、インキ組成物全量に対し、1.0〜50.0質量%が好ましい。
【0022】
本発明に用いる溶剤としては、エチレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールモノフェニルエーテル、プロピレングリコールモノフェニルエーテル等のグリコールエーテル類、ポリエチレングリコール、エチレングリコール、ジエチレングリコール、グリセリン、プロピレングリコール等のグリコール類、ベンジルアルコール等のアルコール類などの極性溶剤が好ましく、これらを1種または2種以上用いることができる。有機溶剤の含有量は、着色剤の溶解性、筆跡乾燥性、にじみ等を考慮すると、インキ組成物全量に対し、5.0〜50.0質量%が好ましい。
【0023】
また、その他として、着色剤の経時安定性や潤滑性を向上させるために、有機酸や界面活性剤として、オレイン酸、ステアリン酸、リシノール酸、ラウリル酸、リン酸エステル系界面活性剤、フッ素系界面活性剤、シリコン系界面活性剤、アセチレン系界面活性剤等を、顔料分散剤として、ポリビニルブチラール樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、アクリル樹脂等を、粘度調整剤として、ケトン樹脂、テルペン樹脂、アルキッド樹脂、フェノキシ樹脂、ポリ酢酸ビニル、ポリビニルピロリドン等の樹脂や有機酸アマイド、ヒマシ油などの擬塑性付与剤を、また、染料安定剤、可塑剤、キレート剤等を適宜用いても良い。これらは、単独または2種以上組み合わせて使用してもかまわない。
【0024】
次に実施例を示して本発明を説明する。
実施例1の油性ボールペン用インキ組成物は、着色剤として、染料、有機溶剤として、エチレングリコールモノフェニルエーテル、潤滑剤として、N、N−ジメチルホルムアミド、オキシエチレンアルキルアミン(ナイミーンL207:日本油脂(株)社製)、ケトン樹脂を採用し、所定量秤量して、60℃に加温した後、ディスパー攪拌機を用いて溶解させ油性ボールペン用インキ組成物を得た。具体的な配合量は下記の通りである。尚、ティー・エイ・インスツルメント株式会社製AR-G2(ステンレス製40mm2°ローター)を用いて20℃の環境下で、剪断速度500sec−1にてインキ粘度を測定したところ、260mPa・sであった。
【0025】
実施例1
染料(スピロンブラック−GMH−S) 10.0質量%
染料(バリーファ−スト バイオレット1701) 10.0質量%
極性溶剤(エチレングリコールモノフェニルエーテル) 45.0質量%
極性溶剤(ベンジルアルコール) 20.0質量%
N、N−ジメチルホルムアミド 5.0質量%
有機アミン(ポリオキシエチレンアルキルアミン) 0.5質量%
樹脂(ケトン樹脂) 9.5質量%
【0026】
実施例2〜7
表1に示すように、各成分を変更した以外は、実施例1と同様な手順で実施例2〜6の油性ボールペン用インキ組成物を得た。表1に測定、評価結果を示す。
実施例8
表1に示すように、各成分を変更した以外は、水以外の各成分を実施例1と同様な手順で行い、室温冷却後水を添加しディスパー攪拌にて実施例8の油性ボールペン用インキ組成物を得た。
【表1】

【0027】
比較例1〜3
表2に示すように、各成分を変更した以外は、実施例1と同様の手順で、配合し、比較例1〜3の油性ボールペン用インキ組成物を得た。表2に測定、評価結果を示す。
【表2】

【0028】
試験及び評価
実施例1〜8及び比較例1〜3で作製した油性ボールペン用インキ組成物を、インキ収容筒(ポリプロピレン)に、ボール径がφ0.7mmのボールを回転自在に抱持したボールペンチップ(ステンレス綱線)を装着したボールペン用レフィルに充填し、筆記試験用紙として筆記用紙JIS P3201を用いて以下の試験及び評価を行った。
【0029】
書き味:手書きによる官能試験を行い評価した。
非常に滑らかなもの ・・・◎
滑らかなもの ・・・○
重いもの ・・・×
【0030】
耐摩耗試験(ボール座の摩耗試験):荷重200gf、筆記角度70°、4m/minの走行試験機にて筆記試験後のボール座の摩耗を測定した。
ボール座の摩耗が5μm未満であり、筆記可能なもの ・・・◎
ボール座の摩耗が5μm以上、10μm未満であり、筆記可能なもの ・・・○
ボール座の摩耗が10μm以上であり、筆記不能になってしまうもの ・・・×
【0031】
実施例1〜8では、書き味、耐摩耗試験(ボール座の摩耗試験)ともに良好な性能が得られた。
【0032】
比較例1〜3では、N、N−ジメチルホルムアミドを用いてないため、書き味が重く、耐摩耗試験(ボール座の摩耗試験)において、ボール座の摩耗がひどく10μmを超えてしまい、筆記不良になるものもあった。
【0033】
また、インキの垂れ下がりを防止するため、ボールペンチップ先端に回転自在に抱持したボールを、コイルスプリングにより直接または押圧体を介してチップ先端縁の内壁に押圧して、筆記時の押圧力によりチップ先端縁の内壁とボールに間隙を与えインキを流出させる弁機構を具備し、チップ先端の微少な間隙も非使用時に閉鎖することが好ましい。
【産業上の利用可能性】
【0034】
本発明は油性ボールペン用インキ組成物に関し、さらに詳細としては、少なくとも、着色剤と、溶剤と、N、N−ジメチルホルムアミドを含有することを特徴とする油性ボールペン用インキ組成物を用いることで、書き味が良好で、かつ、ボール座の摩耗抑制することが可能な油性ボールペン用インキ組成物を提供することができる。そのため、キャップ式、ノック式等、ボールペンとして広く利用することができる。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
少なくとも、着色剤と、溶剤と、N、N−ジメチルホルムアミドを含有することを特徴とする油性ボールペン用インキ組成物。
【請求項2】
前記N、N−ジメチルホルムアミドの含有量が、0.1〜20.0質量%であることを特徴とする請求項1に記載の油性ボールペン用インキ組成物。
【請求項3】
前記油性ボールペン用インキ組成物に、オキシエチレンアルキルアミン、ポリオキシエチレンアルキルアミンのうち少なくとも1種以上を含有することを特徴とする請求項1または2に記載の油性ボールペン用インキ組成物。
【請求項4】
前記オキシエチレンアルキルアミン、ポリオキシエチレンアルキルアミンの平均エチレンオキサイド付加モル数が、1〜10の範囲であることを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1項に記載の油性ボールペン用インキ組成物。
【請求項5】
前記油性ボールペン用インキ組成物に、脂肪酸アルカノールアミドを含有することを特徴とする請求項1ないし4のいずれか1項に記載の油性ボールペン用インキ組成物。
【請求項6】
前記溶剤が、極性溶剤であることを特徴とする請求項1ないし5のいずれか1項に記載の油性ボールペン用インキ組成物。
【請求項7】
20℃、剪断速度500sec−1におけるインキ粘度が、10〜5000mPa・sであることを特徴とする請求項1ないし6のいずれか1項に記載の油性ボールペン用インキ組成物。
【請求項8】
インキ収容筒の先端部に、ボールの一部をチップ先端部より突出させて回転自在に抱持し、コイルスプリングにより前方に押圧し、前記ボールとチップ先端部の内壁にて弁機構を具備してなるボールペンチップを直接、またはチップホルダーを介して装着し、前記インキ収容筒内に、請求項1ないし7のいずれか1項に記載の油性ボールペン用インキ組成物を直詰めしてなる油性ボールペンレフィル。

【公開番号】特開2012−97186(P2012−97186A)
【公開日】平成24年5月24日(2012.5.24)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2010−245787(P2010−245787)
【出願日】平成22年11月2日(2010.11.2)
【出願人】(303022891)株式会社パイロットコーポレーション (647)
【Fターム(参考)】